건축용 양극산화 착색 알루미늄판
대부분의 사람들은 그것이 무엇인지 깨닫기 훨씬 전에 양극산화 알루미늄을 접합니다. 사무실 외관의 새틴 마감일 수도 있고, 공항의 반짝이는 천장 패널일 수도 있고, 부티크 매장의 따뜻한 샴페인 톤일 수도 있습니다. 그러나 그 친숙한 표면 뒤에는 야금, 전기 화학 및 건축의 교차점에서 설계된 양극 처리된 착색 알루미늄 판이라는 놀랍도록 기술적 소재가 있습니다.
이 재질을 이해하는 유용한 방법은 이를 "도장된 금속"으로 생각하는 것을 멈추고 금속 자체 표면의 제어된 변형으로 생각하는 것입니다. 색상은 알루미늄에만 나타나는 것이 아닙니다. 실제로는 알루미늄의 일부가 됩니다.
기능적 인터페이스로서의 표면
건설 현장에서 노출되는 모든 자재는 실제로 환경과의 인터페이스입니다. 알루미늄 플레이트의 경우 이 인터페이스는 수십 년 동안 외관을 유지하면서 비, 자외선, 도시 오염 물질, 염수 분무, 손 접촉 및 온도 변화를 관리해야 합니다. 페인트와 코팅은 외부 층으로 금속 위에 놓입니다. 아노다이징은 최상부 알루미늄을 응집성 결정질 산화물 장벽으로 바꿉니다.
양극 처리를 통해 일반적으로 몇 나노미터 두께에 불과한 알루미늄의 자연 산화막이 제어된 방식으로 미크론 두께로 성장합니다. 그 결과는 다음과 같은 산화알루미늄(Al2O₃) 층입니다.
- 기본 금속보다 단단함
- 대부분의 대기 조건에서 화학적으로 안정함
- 투명 또는 반투명, 염료 및 안료 수용 가능
- 밀봉되지 않은 상태에서는 미세 다공성이 있어 색상을 흡수할 수 있습니다.
“알루미늄에 무엇을 붙여서 보기 좋게 만들 수 있나요?”라고 묻는 대신, 아노다이징 공정은 “어떻게 하면 알루미늄 자체를 마감재로 만들 수 있을까?”라고 묻습니다.
합금 선택: 마감재를 위한 기판 설계
양극 산화 처리된 착색판의 경우 모든 알루미늄이 동일한 것은 아닙니다. 합금의 미세 구조, 불순물 수준 및 구성 요소는 색상 균일성, 광택 및 내식성에 큰 영향을 미칩니다.
건축용 아노다이징의 경우 여러 단조 합금 계열이 일반적입니다.
1xxx 시리즈(1050, 1100과 같은 상업적인 순수 알루미늄): 우수한 아노다이징 반응, 높은 반사율, 그러나 낮은 강도; 성형이 중요하고 하중이 보통인 경우에 자주 사용됩니다.
3xxx 시리즈(3003과 같은 망간 합금): 순수 알루미늄에 비해 강도가 향상되어 성형성이 우수합니다. 내부 패널과 약간의 응력을 받는 외부 요소에 널리 사용됩니다.
5xxx 시리즈(5005, 5052와 같은 마그네슘 합금): 많은 외관 시스템의 중추입니다. 특히 해양 또는 오염된 환경에서 내식성이 우수하며 Mg 함량을 제어할 때 양극 산화 처리에 매우 적합합니다.
실리콘 함량이 높거나 구리 함량이 높은 합금은 강하기는 하지만 어둡거나 얼룩덜룩하거나 불균일한 양극산화 처리 마감을 생성하는 경향이 있으며 눈에 보이는 표면에는 일반적으로 사용하지 않습니다.
건축용 등급 5005-H34 양극 산화 처리판의 일반적인 화학 성분은 다음과 같습니다.
| 요소 | 일반 범위(중량%) |
|---|---|
| 그리고 | ≤ 0.30 |
| 철 | ≤ 0.70 |
| 구리 | ≤ 0.20 |
| 망 | ≤ 0.20 |
| 마그네슘 | 0.50 – 1.10 |
| Cr | ≤ 0.10 |
| 아연 | ≤ 0.25 |
| 의 | ≤ 0.10 |
| 알 | 균형 |
H32, H34 또는 H36과 같은 템퍼 지정은 제어된 냉간 가공 및 부분 어닐링을 나타냅니다. 외관 패널의 경우 이러한 템퍼는 평탄도, 강도 및 성형성의 균형을 맞추기 위해 선택됩니다. 너무 부드러워서 패널이 찌그러졌습니다. 너무 단단하면 구부릴 때 균열이 생기거나 양극 필름 아래에 시각적으로 눈에 띄는 응력 패턴이 형성됩니다.
원시 코일에서 착색된 피부까지: 서사로서의 과정
양극 산화 처리된 착색 알루미늄 판의 제조 경로는 각 단계가 표면에 새로운 장을 쓰는 이야기처럼 읽을 수 있습니다.
이는 코일 또는 시트 압연으로 시작됩니다. 여기에서는 표면 결함이 악당입니다. 롤 자국, 함유물 및 스크래치는 양극 산화 처리를 통해 숨겨지지 않고 확대됩니다. 따라서 밀 마감 품질은 협상할 수 없습니다. 많은 생산업체에서는 줄무늬 및 함유물 함량을 최소화하기 위해 특별한 "양극산화 품질" 코일을 지정합니다.
다음은 전처리: 탈지, 에칭, 얼룩 제거입니다. 알칼리 에칭에서는 표면이 부드럽게 용해되어 미세 거칠기를 균일하게 하고 균일한 무광택 또는 새틴 외관을 제공합니다. 최종 마감의 "스타일"(고광택, 새틴 또는 무광택)이 부분적으로 여기에서 정의됩니다. 동일한 합금의 두 코일은 서로 다른 전처리 방식을 적용한 경우 양극 산화 처리 후 완전히 다르게 보일 수 있습니다.
그래야만 진정한 아노다이징이 시작됩니다. 산성 전해질(일반적으로 황산)에 담그고 전기 회로의 양극을 만들면 알루미늄이 제어된 산화물 층을 성장시킵니다. 공정 변수(전류 밀도, 전해질 온도, 시간)에 따라 산화물 두께가 결정되며 일반적으로 건물 응용 분야의 경우 약 5~25μm 범위입니다.
이 시점에서 산화물 층은 치밀한 장벽 층 위에 서있는 미세한 기공의 3차원 벌집과 같습니다. 그 모공은 색상의 관문입니다.
색상: 빛, 깊이 및 인식
양극 산화 알루미늄의 착색은 색상에만 국한되지 않습니다. 깊이, 빛의 산란, 각도에 따른 외관에 관한 것입니다. 그렇기 때문에 동일한 브론즈 또는 샴페인 색상이 아침 햇살에는 따뜻해 보이고 흐린 하늘 아래에서는 거의 강철처럼 보일 수 있습니다.
건설에는 여러 가지 색상 접근 방식이 일반적입니다.
전해 2단계 착색
유기염료 착색
여기에서 유기 염료가 모공에 흡수됩니다. 이는 생생한 빨간색, 파란색 및 녹색을 포함한 광범위한 팔레트를 제공하며 시간이 지남에 따라 잠재적인 UV 퇴색으로 인해 내부 응용 프로그램 또는 보호된 외부 영역에 더 적합합니다.일체형 착색
산화피막은 양극 산화 전해질과 조건을 수정하여 성장하는 동안 착색됩니다. 이는 매우 내구성 있고 미묘한 톤을 생성할 수 있지만 프로세스는 대규모 건축 프로그램의 2단계 전해 착색보다 더 전문적이고 덜 널리 사용됩니다.
마지막 행위는 봉인입니다. 착색된 다공성 산화물을 뜨거운 탈이온수 또는 니켈 기반 밀봉 용액에 담그면 기공 입구에서 산화물이 수화 및 팽창하여 효과적으로 닫힙니다. 씰 품질은 얼룩 방지, 색상 유지 및 부식 동작을 정의합니다. 밀봉 상태가 좋지 않으면 백악화, 지문 민감성 및 염료 침출이 발생합니다.
건축 환경에서의 성능
순수하게 미학적 측면에서 양극 산화 처리된 착색 알루미늄 판을 생각하기 쉽지만 건축에 대한 가치는 대체로 기능적입니다.
양극 필름의 미세 경도는 약 300~500HV인 반면, 많은 구조용 알루미늄 합금은 훨씬 더 부드럽습니다. 이 단단하고 얇은 피부는 대부분의 페인트 시스템보다 긁힘에 더 잘 견딥니다. 산화물은 무기물이고 단단히 결합되어 있기 때문에 시간이 지나도 일부 고분자 코팅처럼 UV 하에서 벗겨지거나 갈라지거나 박리되지 않습니다.
부식 거동은 또 다른 조용한 장점입니다. 양극산화층은 염화물 이온과 산업 오염물질에 대한 장벽 역할을 합니다. 해안 프로젝트에서는 적절한 두께와 밀봉 기능을 갖춘 양극산화 처리된 5xxx 합금이 오랫동안 사용되어 왔습니다. 산화물 층은 또한 전기 절연성이므로 세부 사항을 신중하게 설계하면 이종 금속과 접촉할 때 갈바닉 효과를 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
화재 성능의 관점에서 양극산화 알루미늄은 기본적으로 금속에 무기 산화물을 더한 것입니다. 즉, 가연성 유기 결합제와 할로겐화 난연제가 포함되어 있지 않습니다. 커튼월 및 레인스크린 어셈블리에서 이는 점점 더 엄격해지는 화재 규정을 충족하는 데 도움이 됩니다.
보이지 않는 계약으로서의 표준
수십 년 동안 "올바르게" 보이는 모든 패널 뒤에는 품질과 성능에 대한 기대치를 정의하는 표준 웹이 있습니다. 이는 지역에 따라 다르지만 업계에서는 일반적으로 다음과 같은 몇 가지 기준점이 있습니다.
- 외부 건축 적용을 위한 양극 필름 두께는 일반적으로 노출에 따라 약 15~25μm로 지정됩니다.
- 외관 구역 전체의 색상 차이는 마스터 패널에 대해 측정된 ΔE 공차를 사용하여 제어할 수 있습니다.
- 적절한 기공 폐쇄를 보장하기 위해 염료 얼룩이나 전도성 테스트를 통해 밀봉 품질을 점검하는 경우가 많습니다.
알루미늄 및 그 합금의 양극 산화 처리를 위한 ISO 7599나 EN 12373 시리즈 및 후속 표준과 같은 국제 및 지역 표준에는 테스트 방법, 필름 분류 및 성능 기준이 설명되어 있습니다. 그런 다음 건축 협회 및 파사드 시스템 공급업체는 이러한 프레임워크를 기반으로 프로젝트별 사양을 구축합니다.
이러한 표준이 있으면 소유자, 건축가 및 계약자는 양극 산화 처리된 착색 알루미늄 판을 도박이 아닌 예측 가능하고 검증 가능한 시스템으로 취급할 수 있습니다.
정직하게 노화되는 재료
아마도 장기적인 건축적 관점에서 볼 때 양극 산화 처리된 착색 알루미늄 판의 가장 독특한 품질은 연극적이기보다는 정직하게 노화되는 경향이 있다는 것입니다. 시간이 지남에 따라 더 부드러운 광택, 약간의 색조 변화 또는 물 유출 구역에서 가벼운 녹청을 얻을 수 있습니다. 그러나 코팅이 벗겨지거나 강철이 부식되는 것처럼 극적이고 재앙적인 방식으로 실패하는 경우는 거의 없습니다.
이로 인해 양극 산화 알루미늄은 시민 센터, 교통 허브, 대학교, 박물관, 새로 장식하기보다는 의도적으로 보이려는 주거 단지 등 수십 년 동안 우아하게 살도록 의도된 건물에 특히 적합한 재료가 됩니다.
결국, 양극 산화 처리된 착색 알루미늄 판은 장식적인 옵션 그 이상입니다. 합금 조성, 성질, 표면 준비, 산화물 성장, 착색 및 밀봉이 모두 정렬되어 건축과 대기 사이에 얇고 눈에 보이지 않는 기술을 만드는 세심하게 조정된 시스템입니다. 우리가 거리에서 보는 색상은 단순히 그 정렬의 눈에 보이는 흔적일 뿐입니다.
https://www.al-alloy.com/a/anodized-coloring-aluminum-plate-for-construction.html
